Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделий

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где Ш требуется находить оптимальные периоды технического обслуживания изделия и необходимый запас резервных элементов. Устройство обеспечивает высокую точность определения периода технического обслуживания а счет минимизации коэффициента простоя оборудования. Кроме того, устройство позволяет находить число необходи- Mbix резервных элементов для функционирования изделия в течение заданного времени. Устройство содержит генератор i ступенчатого напряжения, блок 2 нелинейного преобразования, :интегратор 3, сумматоры 4, 6, 8, блошки 7 и 9 деления, блок 5 умножения, элементы 10, 12, 14 задержки, компаратор I1 и ключи 13 и 15. 1 ил. S (Л со ISD о 00 to ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5И 4 С О? С Э/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3984915/24-24 (22) 05.12.85 (46) 30.06.87. Бюл. II 24 (72) Г.Н.Воробьев, В.Д.Гришин и В.А.Денченков (53) 681.178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 798927, кл. С 07 С 3/08, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 922829, кл. G 07 С 3/08, 1980, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ПЕРИОДА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где

ÄÄSUÄÄ 1320825 А1 требуется находить оптимальные периоды технического обслуживания изделия и необходимый запас резервных элементов. Устройство обеспечивает высокую точность определения периода технического обслуживания,за счет минимизации коэффициента простоя оборудования. Кроме того, устройство позволяет находить число необходимых резервных элементов для функционирования изделия в течение заданного времени. Устройство содержит генератор 1 ступенчатого напряжения, блок 2 нелинейного преобразования, интегратор 3, сумматоры 4, б, 8, бло ки 7 и 9 деления, блок 5 умножения, элементы 10, 12, 14 задержки, компаратор 11 и ключи 13 и 15. 1 ил °

1 .13208

Изобретение относится к контролю и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется находить оптимальные периоды технического обслуживания иэделия и необходимый запас резервных элементов, Цель изобретения — повышение точности устройства путем определения периОда технического обслуживания, 10 обеспечивающего минимум коэффициента простоя изделия, а также определения неббходимого числа резервных элементов для функционирования из,целия в течение заданного времени. t5

Все материальные объекты (изделия) обладают ограниченным ресурсом "жизнедеятельности, который они расходуют в процессе функционирования. В качестве таких ресурсов могут быть: 20 энергоресурсы, надежностные ресур" сы и другие.

Изцелие прекращает целевое функционирование, когда у него израсходуется ресурс или наступит отказ, Уве- 25 личить время полезного функционирования изделия можно путем увеличения запаса ограниченного ресурса, повьппения надежности изделия и введения рационального по срокам контроля и технического обслуживания иэделия, в результате чего обнаруживаются и устраняются отказы.

Критерием оптимизации периода контроля и технического обслуживания .изделия в предлагаемом устройстве является минимум коэффициента простоя изделия, Чем меньше коэффициент простоя, тем больше время, в течение которого изделие функционирует полез- рр но (по целевому назначению), тем вы,ше его надежность.

В процессе эксплуатации изделия его элементы могут заменяться. Причем замена может производиться по наработке во время плановых сеансов технического обслуживания изделия с периодом или между плановыми сеансами технического обслуживания при возникновении отказов.

Считаем, что в результате планового технического обслуживания или технического обслуживания,, связанного с устранением отказа, состояние изделия обновляется. При этом на плановое техническое обслуживание расходуется в среднем время t„ а на техническое обслуживание, связанное

25 2 с устранением отказа, в среднем расходуется время

После любой замены элементов очередное техническое обслуживание планируется через время, Возникает вопрос, сколько необходимо иметь резервных элементов для поддержания изделия в работоспособном состоянии на заданном времени Т и каким должен быть период, обеспечивающий минимум коэффициента простоя изделия, Если Р— вероятность безотказной работы изделия за время, равное периоду, т,е. вероятность того, что замена элемента изделия будет производиться во время планового технического обслуживания; Р=Р(Г), тогда вероятность отказа, а следовательно, замены элемента изделия до истечения времени будет

Очевидно, что при уменьшении значения ". возрастает вероятность Р() и увеличивается расход элементов, заменяемык в плановые сеансы технического обслуживания. При увеличении значения r„ P(r„") уменьшается, но возрастает вероятность отказа (0(ò)) и расхода элементов на устранение отказов в промежутках между сеансами технического обслуживания, Следовательно, целесообразно определить такой период контроля и технического обслуживания, который дает минимум коэффициента простоя изделия, и на основе этого найти число резервных элементов, минимально необходимое для поддержания работоспособности изделия на заданное время Т.

Пусть задано время активного существования изделия Т, т.е. время, в течение которого изделие не только функционирует полезно, но и может находиться в состояниях отказа, контроля и техническог0 обслуживания.

Известны также значения времени 1„ и t< расходуемого на замену элементов в изделия.

Для определения оптимального периода контроля и технического обслуживания изделия используют соотношение баланса на времени Т

Т=й(t +t„P()+г (1-P(т-.)$3 (1) где ty — среднее время полезного функционирования изделия на периоде

13 0

Его величину можно определить, используя вероятность безотказной работы изделия, следующим образом t< =

В

° фо

= (P(t) dt; о — число возможных санно 5 сов контроля и технического обслуживания изделия за время Т (среднее число заменяемых (резервных ) элементов.

Коэффициент простоя — это отношение времени простоя (времени, расходу. емого на замены элементов) ко всему времени активного существования изделия, т,е-.Т n(tÄ P(сg+tg (1-P(;)3g 5

Т п йф+ у Р(з )+з-7 (1 Р (ь )JI

t7+(t,-t,1Р,) Еф+Е2+С(4 -С7 )Р(-.) Найдя оптимальный период и соответствующее ему минимальное значение коэффициента простоя изделия на заданном времени Т, можно определить 30 и — среднее число резервных элементов, необходимых для замены в течение времени Т, используя соотношение (1)

Т

n — = — — — — ——

t +t, ()+t< (1-Р(И 35

t<+t+(t -7:2)Р()

Предлагаемая модель определения оптимального по критерию минимума коэффициента простоя, периода технического обслуживания изделия и числа резервных элементов, минимально необходимых для замен в течение за45 данного времени активного существования иэделия, может быть реализована аппаратурно.

На чертеже приведена блок схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 ступенчатого напряжения, блок 2 нелинейного преобразования, интегратор 3, третий сумматор 4, блок 5 умножения, первый сумматор 6, второй блок 7 деления, второй сумматор 8, первый блок 9 деления, второй элемент задержки 10, компаратор 11, третий элемент 12 задержки, первый

55

Оптимальный период контроля и 20 технического обслуживания изделия определяется из условия К „()=минК„(ь), т.е.

4 ключ 13, первый элемент 14 задержки, второй клю- 15.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 с шагом 4 задает в порядке нарастания последователь— ность возможных значений времени 7

I контроля и технического обслуживания изделия " = t. + ас, 1=1,2,3.

При каждом значении в блоке 2 формируется функция Р(.) и подаетl ся в интегратор 3 и на второй вход блока 5 умножения. В то же время, с третьего входа устройства поступает параметр t, на второй вход, первого сумматора 4, на первый вход которого, как и на второй вход сумматора 6, с второго входа устройства поступает параметр

В сумматоре 4 реализуется разность (t„ -t7) и подается на вход блока.5 умножения. Результат перемножения Р(7 .) (t„ -t7) из блока 5 передается во второй сумматор 6, где складывается с параметрами t . Полученная сумма t +(t -t ) Р(а ) с вы2 1 2 1 хода сумматора 6 подается на вторые входы второго блока 7 деления и сумматора 8. В интеграторе 3 формируется сигнал, соответствующий среднему времени полезного функционирования изделия Сф на периоде,, и передаf

У ется на первый вход сумматора 8. Сигнал, соответствующий сумме t p +t2+

+(с,-t )Р(", ), с выхода сумматора 8

) поступает на первые входы блоков 7 и

9 деления, На второй вход первого блока 9 деления с первого входа устройства поступает параметр Т. Результат деления, соответствующий среднему числу резервных элементов

Т и —-ф ( с выхода первого блока 9 деления подается на вход элемента 14 задержки.

Во втором блоке 7 деления вычисляется величина коэффициента простоя

t>+ (t, -t>)P(". )

"j tф. +t7+(t,-t7)Р(ь ) и подается на вход элемента 10 задержки и на второй вход компаратора

11. В это же время на второй вход компаратора 11 поступает задержанный на один такт работы устройства сигнал, соответствующий коэффициенту простоя К ;

Таким образом, в каждый момент времени работы устройства в компара13208

Ф о р м у л а изобретения

Составитель Н Ваганова

Редактор И,Касарда Техред Н ° Глущенко Корректор И. Муска

Заказ 2661/52

Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,„ Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 торе 11 сравниваются между собой два значения коэффициента простоя

Кд и К „, одно из которых соответ01 "1 -1 У ствует текущему, а другое — предшествующему 5

Если в результате сравнения оказывается, что К„.- K„-, то с первоН го выхода компаратора 11 на вход генератора 1 поступает управляющий сигнал на выдачу очередного значе- )g ния периода Т;„ =t.+ D . Весь процесс вычислений повторяется, но уже с новым значением периода ;+„. В противном случае, т, е. при К „; К„;, управляющий сигнал появляется на вто- 15 ром выходе компаратора 11 и поступает на разрушающие входы ключей..13 и

15. Это соответствует окончанию процесса определения оптимального гериода технического обслуживания изделия. При этом сигнал генератора 1, задержанный элементом 12 задержки на один такт работы устройства, соответствующий минимальному значению коэффициента простоя К„,, через

Н -1 ключ 13 поступает на первый вход устройства. Это и будет оптимальный пе — ф риод, т.е ° 1 „ =

В то же время значение n„- „=n с выхода элемента 14 задержки через ключ 15 поступают на второй вход устройства..На этом работа устройства заканчивается.

Устройство для определения оптимального периода технического обслуживания изделия, содержащее генератор ступенчатого напряжения, выход

40 которого соединен с входом блока нелинейного преобразования, выход

l которого подключен к входу интегратора, первый ключ, блок умножения, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй сумматор, выход которого подключен к первому входу первого блока деления,второй вход которого является первым вхо,цом устройства, выход первого блока деления через первый элемент задержки соединен с входом второго ключа, второй элемент задержки, выход которого подключен.к первому входу компаратора, первый выход которого соединен с управляющим входом генератора ступенчатого напряжения, второй выход компаратора подключен к управляющим входам ключей, выходы которых являются выходами устройства, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены второй блок деления, третий элемент задержки и третий сумматор, объединенные второй вход первого сумматора и первый вход третьего сумматора являются вторым входом устройства, второй вход третьего сумматора является третьим входом устройства, выхоц интегратора соединен с первым входом второго сумматора выход которого подключен к первому входу второго блока деления, выход которого соединен с входом второго элемента задержки и с вторым входом компаратора, выходы третьего сумматора и блока нелинейного преобразования подключены соответственно к первому и второму входам блока умножения, выход первого сумматора соединен с вторыми входами второго сумматора и второго блока деления, выход генератора ступенчатого напря>кения через третий элемент задержки подключен к входу первого ключа.